考虑到通过汇聚透镜的高斯激光束。光束将开始会聚并最终达到最大集中点。此时，光束直径将处于最小值。这个直径就是我们所说的“光斑尺寸”(“束腰”是同一个概念，但一般指的是半径)。越过腰部，光束又开始发散，越往前越宽。z 轴上的腰部位置尤其取决于焦距。本质上，焦距是一个值，表示镜头使光线会聚或发散的强度。所以，镜头越聚光，焦距越小，腰部越靠近镜头。
所以，如果距束腰的距离已知，则可以确定光束的尺寸。此外，所谓的景深是一个特定的距离，以光束腰为中心，光束的直径与其光斑尺寸相比要小得多。它也是瑞利距离的两倍。瑞利长度定义为光束半径小于或等于腰部半径的√2 倍的距离。因此，当焦距与入射光束尺寸相比较小时，景深往往较小，反之亦然。最后，M² 对应于品质因数。基本上，它衡量的是与形状完美的理论 TEM₀₀ 高斯光束相比，您的光束的表现如何。值“1”被认为是完美的，离该值越远，它就越差。
光斑尺寸、光束直径和景深的公式
这里假设一旦激光束通过透镜，它就会永久地穿过均匀各向同性的连续介质。还假设激光只发射一个特定的波长，并且可以表示为 TEM₀₀ 高斯光束。除了光束，镜片被认为是完美且薄的。
因此，它的表面没有凹凸不平，并且焦距在整个表面上都是相同的。我们的计算来自亥姆霍兹方程的近轴近似和薄透镜近似。此外，入射光束被认为在透镜上完全准直。因此，z 轴上的腰部位置与焦点重合，并且与镜头的焦距相同。最后，这些公式在计算远场光束直径时并不准确。
